Волновой обменник давления работает следующим образом (рис. 12.19).
-
Один из каналов ротора с обеих торцевых сторон закрыт и заполнен атмосферным воздухом.
При вращении ротора правый торец канала сообщается с окном подвода отработавших газов. В этот момент возникает волна давления, которая распространяется в канале со сверхзвуковой скоростью и сжимает находящийся в нем воздух.
-
Левый торец канала сообщается с трубопроводом подвода газов высокого давления 4. Длину канала и частоту вращения ротора выбирают такими, чтобы к моменту открытия окна на выходе воздуха волна давления достигла левого торца канала. Одновременно в канал, но уже с меньшей скоростью, чем распространяется волна давления, поступают отработавшие газы, которые вытесняют сжатый воздух во впускной трубопровод 3.
-
Правый торец канала закрывается. В результате внезапного перекрытия газового потока, поступающего в канал из окна входа газов, создается волна разрежения, которая снижает давление газов, а воздух продолжает некоторое время вытекать через окно выхода воздуха вследствие инерции потока.
-
Левый торец канала (окно выхода воздуха) закрывается, когда скорость вытекающих газов становится примерно равной нулю. В этот момент газы заполняют приблизительно две трети канала. Давление в канале существенно меньше, чем в трубопроводе подвода газов, но заметно больше атмосферного.
-
Поэтому, когда правый торец канала сообщается с выходным окном, газы с высокой скоростью вытекают из канала в отводной трубопровод низкого давления. При этом создается волна разрежения, которая достигает левого торца канала, как только он подойдет к окну входа воздуха.
-
Под действием перепада давлений канал заполняется свежим воздухом, а отработавшие газы по инерции продолжают вытекать в отводной трубопровод.
Когда отработавшие газы и смесь газов с воздухом, образующиеся при их непосредственном контакте, полностью вытекают из канала, цикл повторяется. Аналогичные явления происходят в других каналах, число которых в выполненных конструкциях достигает 70.
КПД современных волновых обменников давления достигает 75%, а степень повышения давления — 2,1. С целью получения симметричного нагрева корпуса, необходимого для сохранения малых зазоров с торцевых и боковых сторон, все окна и трубопроводы выполнены парными через 180°. Для обеспечения эффективной работы волнового обменника при изменении частоты вращения ротора и температуры отработавших газов (нагрузки двигателя) в реальных конструкциях в торцевых стенках корпуса выполняют специальные камеры (карманы), которые изменяют интенсивность отражения волн сжатия и расширения и тем самым расширяют диапазон эффективной работы волнового обменника давления.
Newer news items:
Older news items:
|